(57)【要約】【課題】ＷＤＭ信号を増幅する光アンプの異常を適正に検出することが可能な技術を提供する。【解決手段】ＷＤＭ信号の伝送路上に配置される光増幅装置であって、ＷＤＭ信号を増幅する光アンプと、ＷＤＭ信号に含まれる伝送波長数及び／又は前記光アンプの受光レベルの変化を検出する検出部と、光アンプから出力されるＷＤＭ信号の光ＳＮ比を測定する測定部と、測定部で得られる光ＳＮ比の測定値を評価するための基準値を前記検出部が前記変化を検出したときに更新する更新部と、基準値に基づく許容範囲を測定値が逸脱するかを判定する判定部と、測定値が許容範囲を逸脱する場合に、光アンプのエラーを出力する出力部とを含む。【選択図】図３
2007258929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重（ＷＤＭ）信号の伝送路上に配置される光増幅装置であって、
ＷＤＭ信号を増幅する光アンプと、
ＷＤＭ信号に含まれる伝送波長数及び／又は前記光アンプの受光レベルの変化を検出する検出部と、
前記光アンプから出力されるＷＤＭ信号の光ＳＮ比を測定する測定部と、
前記測定部で得られる光ＳＮ比の測定値を評価するための基準値を前記検出部が前記変化を検出したときに更新する更新部と、
前記基準値に基づく許容範囲を前記測定値が逸脱するかを判定する判定部と、
前記測定値が許容範囲を逸脱する場合に、前記光アンプのエラーを出力する出力部と、を含む光増幅装置。
【請求項２】
前記光ＳＮ比の測定、及び前記測定値に対する判定は、伝送波長毎に行われる
請求項１記載の光増幅装置。
【請求項３】
前記判定において、複数回の測定値の平均値が使用される
請求項１又は２記載の光増幅装置。
【請求項４】
前記判定部は、或る伝送波長の近傍の波長の光ＳＮ比が許容範囲を逸脱する場合に、前記光アンプのエラーを出力する
請求項１〜３のいずれかに記載の光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重(ＷＤＭ)通信システムに適用される光増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＤＭ通信システムによる伝送容量は大幅に増加しており、実際の運用下においては、１芯でテラビットクラスの信号を伝送するに至っている。
【０００３】
ＷＤＭでは、光アンプにより複数のチャネル(ＣＨ)の信号を一括して増幅する。このとき、光増幅特性が異常となると、すべてのチャネルに影響が及ぶ。このため、光アンプ障害の影響は、伝送容量に比例して甚大となる。従って、光アンプの特性劣化を早期かつ的確に検出し、障害の発生箇所を明確にする必要がある。
【０００４】
通常、長距離光伝送システムでは、図１に示すように、送信側と受信側との間に複数の光アンプが直列に多段接続される(図１)。このため、或る光アンプの特性劣化による異常スペクトルは、後続する光アンプに伝搬する。従って、受信側におけるトランスポンダのような信号受信部で信号エラーが検出されても、どの光アンプが異常なのかを明確に判断することができない。
【０００５】
励起レーザの故障による光出力の停止のような明らかな故障の場合には、監視制御端末にその異常をアラーム通知することは容易である。しかし、光アンプの利得の波長依存性の異常や雑音特性の劣化といった場合の異常を検出することは容易ではない。
【０００６】
従来、光アンプ内部の励起レーザの電流や温度をモニタしている。しかし、一般に、光アンプは複数個の励起レーザから構成されるため、個々のレーザの劣化具合と光アンプの増幅特性との関係を明確に把握することは困難である。
【０００７】
図２に異常な光スペクトルの一例を示す。図２では、励起レーザの電流等は正常であるものの、短波長の領域で雑音が過剰に発生しており増幅特性に異常がみられる。
【０００８】
本発明に関する先行技術文献としては、以下の特許文献１及び２が挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−３３６１１８号公報
【特許文献２】特開２００２−３６８６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＷＤＭ信号を増幅する光アンプの異常を適正に検出することが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記した目的を達成するために以下の手段を採用する。
【００１１】
即ち、本発明の一実施態様の光増幅装置は、ＷＤＭ信号の伝送路上に配置される光増幅装置であって、
ＷＤＭ信号を増幅する光アンプと、
ＷＤＭ信号に含まれる伝送波長数及び／又は前記光アンプの受光レベルの変化を検出する検出部と、
前記光アンプから出力されるＷＤＭ信号の光ＳＮ比を測定する測定部と、
前記測定部で得られる光ＳＮ比の測定値を評価するための基準値を前記検出部が前記変化を検出したときに更新する更新部と、
前記基準値に基づく許容範囲を前記測定値が逸脱するかを判定する判定部と、
前記測定値が許容範囲を逸脱する場合に、前記光アンプのエラーを出力する出力部と、を含む。
【００１２】
ＷＤＭ信号に含まれる伝送波長数や光アンプの受光レベルが変化すると、光アンプの雑音特性が変化し、光アンプの増幅特性が変化(劣化)することがある。本発明は、伝送波長数や受光レベルの変化を契機として、光アンプから出力されるＷＤＭ信号の光ＳＮ比を評価するための基準値を更新し、更新された基準値の許容範囲を光ＳＮ比が逸脱するかを判定し、逸脱する場合に光アンプのエラーを出力する。
【００１３】
これによって、伝送波長数や受光レベルの変化を起因とする光アンプのエラーを早期に検出することができる。また、光アンプを有する光増幅装置からエラーが出力されることで、光アンプ(光増幅装置)が直列に多段接続された場合においても、エラーが生じた位置を適正に特定することが可能となる。
【００１４】
本発明の他の実施態様による光増幅装置では、前記光ＳＮ比の測定、及び前記測定値に対する判定が伝送波長毎に行われるように、構成することができる。
【００１５】
また、本発明にの他の実施態様に係る光増幅装置では、前記判定において、複数回の測定値の平均値が使用されるように構成することができる。このようにすれば、判定精度を高めることができる。
【００１６】
また、本発明の他の実施態様による光増幅装置では、前記判定部は、或る伝送波長の近傍の波長の光ＳＮ比が許容範囲を逸脱する場合に、前記光アンプのエラーを出力するように構成することが可能である。このようにしても、判定精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＷＤＭ信号を増幅する光アンプの異常を適正に検出することが可能な技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１９】
本発明では、光アンプからの出力信号を光スペクトルアナライザのような光ＳＮ比モニタ手段を用いて各チャネル(ＣＨ)の光ＳＮ比を常時モニタし、光アンプの状態に応じた基準範囲の設定を各チャネルについて行い、光アンプの増幅特性の劣化をいち早く確実に検出する。
【００２０】
〈光増幅装置の構成〉
図３は、本発明の実施形態に係る光増幅装置の構成例を示す図である。図３に示す光増幅装置１０は、ＷＤＭネットワークにおいて、光信号の伝送路に挿入される中継装置として機能する。光増幅装置１０は、図１に示すように、伝送路上において直列に多段接続される。
【００２１】
光増幅装置１０は、次のように構成されている。光増幅装置１０は、光主信号(ＷＤＭ
信号)が流れる伝送路(光ファイバ)Ｆ１，Ｆ２を結ぶ中継路１１を有し、この中継路１１
上には、上流から順に、光分離器１２，光スプリッタ(例えば光ファイバカプラ)１３，光
アンプ１４，光スプリッタ１５が配置されている。
【００２２】
また、光増幅装置１０は、光分離器１２に接続されたＯＳＣ部１６と、光スプリッタ１３に接続された光検出器(ＰＤ(Photo Diode))１７と、ＯＳＣ部１６及びＰＤ１７に接続
された状態変化検出部１８と、光スプリッタ１５に接続された光ＳＮ比測定部１９と、状態変化検出部１８及び光ＳＮ比測定部１９に接続された光ＳＮ比監視部２０とを備えている。光ＳＮ比監視部２０は、ネットワークを介して監視制御端末２１に接続されている。
【００２３】
光分離器１２は、伝送路Ｆ１からのＷＤＭ信号から光監視チャネル(Optical Supervisory Channel) の波長信号(ＯＳＣ信号)を分離し、ＯＳＣ部１６に入力する。ＯＳＣ信号は、ＷＤＭ信号に含まれる伝送波長数などの監視制御情報を含んでいる。ＯＳＣ部１６は、監視制御情報から波長数を抽出し、状態変化検出部１８に通知する。
【００２４】
光スプリッタ１３は、光分離器１２からのＷＤＭ信号を光アンプ１４側とＰＤ１７側との二方向に分配する。ＰＤ１７は、光スプリッタ１３からのＷＤＭ信号の受光レベル(即
ち、光アンプ１４の受光レベル)を測定し、状態変化検出部１８に通知する。
【００２５】
状態変化検出部１８は、ＯＳＣ部１６からの波長数、ＰＤ１７からの受信レベルを監視し、伝送波長数及び／又は受光レベルが変化すると、伝送波長数及び／又は受光レベルの変化を光アンプ１４の状態変化として光ＳＮ比監視部２０に通知する。
【００２６】
光アンプ１４は、光スプリッタ１３からのＷＤＭ信号を増幅して出力する。光スプリッタ１５は、光アンプ１４から出力されるＷＤＭ信号を伝送路Ｆ２側と光ＳＮ比測定部１９側との二方向に分配する。なお、光スプリッタ１５から伝送路Ｆ２側へ送出されるＷＤＭ信号に対し、光増幅装置１０内で生成される監視制御情報を含むＯＳＣ信号が波長多重した後に、伝送路Ｆ２へ送出される構成を適用することができる。
【００２７】
光ＳＮ比測定部１９は、スペクトラムアナライザ等から構成される。光ＳＮ比測定部１９は、光スプリッタ１５からのＷＤＭ信号に含まれる各チャネルの光信号に対する光ＳＮ比を測定し、光ＳＮ比監視部２０に通知する。
【００２８】
光ＳＮ比監視部２０は、各チャネルに対する光ＳＮ比の基準値を有している。光ＳＮ比監視部２０は、状態変化検出部１８から光アンプ１４の状態変化が通知されると、その状態に応じた各チャネルの基準値を更新する。
【００２９】
ここに、光アンプ１４は、ＷＤＭ信号の波長数に比例した光パワーを出力する。このとき、目標光出力値に応じて励起レーザの光パワーが変化することに伴って増幅媒体の反転分布状態が変化する。これによって、雑音特性が変化する。また、ＷＤＭ信号の受信(受
光)レベルが変化した場合には、利得の波長依存性を一定にするために光アンプ１４内部
の光レベルダイアが変化することにより雑音特性が変化する。本実施形態では、これらの雑音特性の変化要因が発生した場合に、光アンプ１４の状態が変化したと判断し、光ＳＮ比の基準値をチャネル毎に更新する。
【００３０】
また、光ＳＮ比監視部２０は、光ＳＮ比測定部１９で測定される各チャネルの光ＳＮ比の評価値(モニタ値)を用いて、各チャネルの光ＳＮ比が基準値に基づく基準範囲(許容範
囲)内であるか否かを判定する。基準範囲外の光ＳＮ比を有するチャネルが検出されると
、光ＳＮ比監視部２０は、光アンプ１４の増幅特性の劣化(光アンプ１４のエラー)を示すアラームを監視制御端末２１に通知する。
【００３１】
評価値(モニタ値)は、例えば、チャネルに対する１回の光ＳＮ比の測定値を適用できる
。或いは、複数回の光ＳＮ比の測定値の平均値を評価値として適用することもできる。また、光アンプ１４が異常であるかの判定(評価)においては、或るチャネルの評価値が基準範囲内か否かのみではなく、異なるチャネル(例えば、或るチャネルの近傍のチャネル)の評価結果に対する判断を考慮することも可能である。即ち、複数のチャネルの評価結果を元に、チャネルが異常か否かを判定することができる。
【００３２】
監視制御端末２１は、光増幅装置１０からのアラームの受信により、光増幅装置１０において、光アンプ１４のエラーが発生していることを知ることができる。このとき、チャネル番号がアラームに含まれていれば、どのチャネルに異常が発生しているのかを知ることもできる。
【００３３】
従って、ＷＤＭ信号の伝送路が複数の光増幅装置１０を直列に接続して構成されている場合において、監視制御端末２１が各光増幅装置１０からアラームを受信可能に構成されることで、どの光増幅装置１０(光アンプ１４)で、どのチャネルに異常が発生しているのかを知ることができる。但し、アラームを受信する監視制御端末２１の数は任意である。
【００３４】
なお、状態変化検出部１８が、本発明の検出部に相当し、光アンプ１４が本発明の光アンプに相当し、光ＳＮ比測定部１９が本発明の測定部に相当し、光ＳＮ比監視部２０が本発明の更新部，判定部及び出力部に相当する。光ＳＮ比監視部２０が有する更新部，判定部及び出力部としての機能は、２以上の独立した装置から構成されるようにしても良い。
【００３５】
〈光増幅装置における処理〉
図４は、図３に示した光増幅装置１０における光ＳＮ比監視部２０による処理(制御)を示すフローチャートである。図４に示す処理は、例えば、光増幅装置１０の起動を契機として開始することができる。
【００３６】
図４において、ＣＨ（ｉ）は運用波長(ＣＨ(１)〜ＣＨ(ｍ)：ｍは波長数)であり、変数“ｉ”はチャネル番号(１,２,・・・,ｍ−１,ｍ)を示す。“ＯＳＮＲ(ｉ)”は、ＣＨ(ｉ)の光ＳＮ比を示し、上記した評価値に相当する。“Ｘth(ｉ)”は、ＣＨ(ｉ)の基準値であり、“α”は、基準範囲の幅(基準値に対する許容範囲)を示す。
【００３７】
光ＳＮ比監視部２０は、処理を開始すると、波長数や受光レベルの変化(状態変化)があるか否かを判定する(ステップＳ０１)。例えば、光ＳＮ比監視部２０は、前回通知された波長数や受光レベルを記憶装置上に記憶しておき、これらと今回通知された波長数や受光レベルとを比較することで、変化の有無を判定する。
【００３８】
状態変化がある場合(Ｓ０１；Ｙｅｓ)には、処理がステップＳ０２に進む。状態変化がない場合(Ｓ０１；Ｎｏ)には、処理がステップＳ０３に進む。
【００３９】
ステップＳ０２では、光ＳＮ比監視部２０は、光ＳＮ比測定部１９から通知される各チャネルの光ＳＮ比を取得するとともに、各チャネル(ｉ)の光ＳＮ比の基準値Ｘth(ｉ)を光アンプの状態(波長数，受光レベル，ＷＤＭ信号の状態)に応じて更新する。このとき、基準値Ｘth(ｉ)を中心とした範囲(Ｘth(ｉ)±α)が基準範囲とされる。
【００４０】
ステップＳ０３では、光ＳＮ監視部２０は、光ＳＮ比測定部１９から通知される各チャネルの光ＳＮ比を取得する。
【００４１】
続いて、光ＳＮ監視部２０は、各チャネルの光ＳＮ比の測定値(評価値)が、対応する基準範囲を逸脱するか否かを判定する(ステップＳ０４)。このとき、基準範囲を逸脱したチャネルがない場合(Ｓ０４；Ｎｏ)には、処理がステップＳ０１に戻り、ステップＳ０１〜
Ｓ０４のループ処理が繰り返し実行される。これに対し、基準範囲を逸脱したチャネルがある場合(Ｓ０４；Ｙｅｓ)には、光ＳＮ比監視部２０は、光アンプ１４の劣化と判断してアラームを監視制御端末２１へ向けて発出する(ステップＳ０５)。アラームは、少なくとも基準範囲を逸脱したチャネル番号を含むことができる。アラームは、さらに光増幅装置１０の識別情報を含むことができる。
【００４２】
〈光増幅装置の作用効果〉
光増幅装置１０によると、ＷＤＭ信号の波長数や受光レベルの変化が光アンプ１４の状態変化として検出され、これらの変化に応じて各チャネルの光ＳＮ比の基準値が更新される。その後、更新された基準値を元に各チャネルの光ＳＮ比が評価され、光ＳＮ比が基準範囲を逸脱していればアラームが出力される。
【００４３】
従って、波長数や受光レベルの変化による光アンプ１４の増幅特性の劣化をいち早く且つ精度良く検出することができる。これによって、光アンプ１４を故障前に交換したり、信号エラーの発生時に障害発生位置を容易に特定したりすることが可能となる。
【００４４】
〈変形例１〉
以上の説明では、光ＳＮ比の評価値(モニタ値)として、１回の光ＳＮ比の測定結果を用いた。これに代えて、繰り返し測定された光ＳＮ比の測定値の平均値を評価値として用いることで、光ＳＮ比(増幅特性)の劣化の判定精度を向上することができる。
【００４５】
図５は、評価値として平均値を使用する場合における光ＳＮ比監視部２０の処理を示すフローチャートであり、図６は、図５のステップＳ１１，Ｓ１２で実行される平均値算出処理を示すフローチャートである。
【００４６】
図５に示す処理は、ステップＳ１１及びＳ１２にて光ＳＮ比の１回の測定値の代わりに測定値の平均値Ａve(ｉ)が算出される点、及び、ステップＳ１３にて評価値として平均値Ａve(ｉ)が適用される点を除き、図４に示した処理と同様である。従って、図４に示した処理との相違点として、図６に示す平均算出処理について説明する。
【００４７】
図６において、“Ｎ”は、平均値を算出するために十分な光ＳＮ比の測定回数(例えば
、１０〜２０回程度)を示す。また、“ＯＳＮＲ(i,j)”は、ＣＨ(ｉ)のｊ回目の光ＳＮ比測定値を示す。平均値処理が開始されると、光ＳＮ比監視部２０は、変数ｉ及びｊの値を１に設定する(ステップＳ１０１)。
【００４８】
次に、光ＳＮ比監視部２０は、変数ｊの値がＮより小さいか否かを判定する(ステップ
Ｓ１０２)。即ち、変数ｊ(測定回数)の値が平均値を求めるに適した所定の測定回数Ｎに
達したか否かが判定される。変数ｊの値がＮより小さい場合(Ｓ１０２；Ｙｅｓ)には、処理がステップＳ１０３に進み、そうでない場合(Ｓ１０２；Ｎｏ)には、処理がステップＳ１０７に進む。
【００４９】
ステップＳ１０３では、光ＳＮ比監視部２０は、変数ｉ(チャネル番号)の値が波長数ｍより小さいか否かを判定する。このとき、変数ｉが波長数ｍより小さい場合(Ｓ１０３；
Ｙｅｓ)には、処理がステップＳ１０４に進み、そうでない場合(Ｓ１０３；Ｎｏ)には、
処理がステップＳ１０６に進む。
【００５０】
ステップＳ１０４では、光ＳＮ比監視部２０は、現在の変数ｉの値に応じたチャネルＣＨ(ｉ)の光ＳＮ比ＯＳＮＲｉ(ｊ)をモニタする。即ち、チャネルＣＨ(ｉ)の光ＳＮ比の測定値を光ＳＮ比測定部１９から得る。その後、光ＳＮ比監視部２０は、変数ｉの値に１を加算し(ステップＳ１０５)、処理をステップＳ１０３に戻す。
【００５１】
ステップＳ１０３〜Ｓ１０５のループ処理によって、チャネルＣＨ(１)〜ＣＨ(ｍ)に対する光ＳＮ比が得られる。その後、ステップＳ１０３にて変数ｉの値が波長数ｍに達したと判定されると(Ｓ１０３；Ｙｅｓ)、光ＳＮ比監視部２０は、変数ｊの値に１を加算し(
ステップＳ１０６)、処理をステップＳ１０２に戻す。
【００５２】
このようにして、光ＳＮ比監視部２０は、チャネルＣＨ(１)〜ＣＨ(ｍ)に対する光ＳＮ比の測定回数がＮに達するまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６のループ処理を繰り返す。その後、測定回数がＮに達すると(Ｓ１０２；Ｎｏ)、光ＳＮ比監視部２０は、各チャネルの光ＳＮ比の平均値Ａｖｅ(ｉ)を求める。
【００５３】
その後、図５に示すステップＳ１３にて、平均値Ａｖｅ(ｉ)を評価値として、基準範囲を逸脱しているか否かが判定され、基準範囲を逸脱している場合には、アラームが出力される(ステップＳ０５)。
【００５４】
また、ステップＳ１１では、平均値算出過程において、光アンプ１４の状態変化(波長
数、受光レベルの変化)が発生した場合には、図４に示す処理と同様に、基準値Ｘth(ｉ)
の更新が行われる。光ＳＮ比監視部２０は、ステップＳ１３の判定において、現在の(最
後に設定された)基準値Ｘth(ｉ)を適用することができる。また、ステップＳ１１におけ
る平均値算出過程にて設定された基準値Ｘth(ｉ)の平均値をステップＳ１３の判定に適用することもできる。
【００５５】
以上説明した変形例１によれば、評価値(モニタ値)として光ＳＮ比の平均値が適用される。光ＳＮ比のモニタ手段(光ＳＮ比測定部１９)の精度によっては、１回の測定では十分な精度を得ることができず、誤判定に基づくアラームが出力されるおそれがある。平均値を適用することで、判定精度を高めることができる。
【００５６】
〈変形例２〉
変形例２として、或るチャネルと異なるチャネル(例えば、或るチャネルの近傍の１以
上のチャネル)における光ＳＮ比の評価値(モニタ値)が基準範囲を逸脱したことを以て異
常（エラー）と判定するように、ステップＳ０４やステップＳ１３の処理を変形することが可能である。光アンプ１４の利得特性の変化は特定の波長(チャネル)だけではなく、近傍の波長(チャネル)にも及ぶ。このような判定を行うことで、トランスポンダ単体の異常による警報発出(図１参照)を防止し、光アンプ１４の異常判定をより適正に行うことが可能となる。
【００５７】
或るチャネルと異なるチャネル(近傍チャネル)は、任意に予め設定することができる。近傍チャネルの評価値(モニタ値)が基準範囲を逸脱していると判定される場合において、光アンプ１４の異常と判定するために、或るチャネルの評価値が基準範囲を逸脱していることを条件とするか否かは任意である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の課題を説明する図である。
【図２】図２は、異常な光アンプの出力スペクトルの例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による光増幅装置の構成例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した光ＳＮ比監視部の制御フローチャートである。
【図５】図５は、変形例に係る光ＳＮ比監視部の制御フローチャート(平均値が適用される場合)である。
【図６】図６は、変形例で適用される平均値算出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
Ｆ１，Ｆ２・・・伝送路(光ファイバ)
１０・・・光増幅装置
１１・・・中継路
１２・・・光分離器
１３，１５・・・光スプリッタ
１４・・・光アンプ
１６・・・ＯＳＣ部
１７・・・ＰＤ
１８・・・状態変化検出部
１９・・・光ＳＮ比測定部
２０・・・光ＳＮ比監視部
２１・・・監視制御端末
【図１】
2007258929.tif 000003
【図２】
2007258929.tif 000004
【図３】
2007258929.tif 000005
【図４】
2007258929.tif 000006
【図５】
2007258929.tif 000007
【図６】
2007258929.tif 000008